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呵呵

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分类: LINUX

2012-10-26 14:03:25

这里都是代码分析,这些代码自己都验证过,通过代码,可以更好的学习Linux驱动,基本的结构体推荐大家看LDD3或宋宝华的Linux设备驱动

头文件
#ifndef _MEMDEV_H_
#define _MEMDEV_H_

#include

#ifndef MEMDEV_MAJOR
#define MEMDEV_MAJOR 0   /*预设的mem的主设备号*/
#endif

#ifndef MEMDEV_NR_DEVS
#define MEMDEV_NR_DEVS 2    /*设备数,这里定义了两个设备*/
#endif

#ifndef MEMDEV_SIZE
#define MEMDEV_SIZE 4096
#endif

/*mem设备描述结构体*/
struct mem_dev                                     
{                                                        
  char *data;                      
  unsigned long size;       
};

/* 定义幻数 */
#define MEMDEV_IOC_MAGIC  'k'

/* 定义命令 */
#define MEMDEV_IOCPRINT   _IO(MEMDEV_IOC_MAGIC, 1)
#define MEMDEV_IOCGETDATA _IOR(MEMDEV_IOC_MAGIC, 2, int)
#define MEMDEV_IOCSETDATA _IOW(MEMDEV_IOC_MAGIC, 3, int)

#define MEMDEV_IOC_MAXNR 3

#endif /* _MEMDEV_H_ */







主体程序

#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include

#include "memdev.h"   //头文件

static int mem_major = MEMDEV_MAJOR;   //定义主设备号,手动分配主设备号需要查看 cat /proc/devices ,看哪些设备号还可以用

module_param(mem_major, int, S_IRUGO);//定义模块参数,用户可以向模块传递参数,形式为insmod 模块名 参数值

struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体指针*/

struct cdev cdev; 

/*文件打开函数*/
int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    struct mem_dev *dev;
    
    /*获取次设备号*/
    int num = MINOR(inode->i_rdev);

    if (num >= MEMDEV_NR_DEVS) 
            return -ENODEV;
    dev = &mem_devp[num];
    
    /*将设备描述结构指针赋值给文件私有数据指针,实际上,大多数Linux驱动工程师遵行一个潜规则,那就是将文件的私有数据private_data指向设备结构体,在read(),write(),ioctl(),llseek()等函数通过private_data访问设备结构体*/
    filp->private_data = dev;
    
    return 0; 
}

/*文件释放函数*/
int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
  return 0;
}

/*IO操作*/
int memdev_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp,
                 unsigned int cmd, unsigned long arg)
{

    int err = 0;
    int ret = 0;
    int ioarg = 0;
    
    /* 检测命令的有效性 */
    if (_IOC_TYPE(cmd) != MEMDEV_IOC_MAGIC) 
        return -EINVAL;
    if (_IOC_NR(cmd) > MEMDEV_IOC_MAXNR) 
        return -EINVAL;

    /* 根据命令类型,检测参数空间是否可以访问 */
    if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ)
        err = !access_ok(VERIFY_WRITE, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
    else if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)
        err = !access_ok(VERIFY_READ, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
    if (err) 
        return -EFAULT;

    /* 根据命令,执行相应的操作 */
    switch(cmd) {

      /* 打印当前设备信息 */
      case MEMDEV_IOCPRINT:
      printk("<--- CMD MEMDEV_IOCPRINT Done--->\n\n");
        break;
      
      /* 获取参数 */
      case MEMDEV_IOCGETDATA: 
        ioarg = 1101;
        ret = __put_user(ioarg, (int *)arg);
        break;
      
      /* 设置参数 */
      case MEMDEV_IOCSETDATA: 
        ret = __get_user(ioarg, (int *)arg);
        printk("<--- In Kernel MEMDEV_IOCSETDATA ioarg = %d --->\n\n",ioarg);
        break;

      default:  
        return -EINVAL;
    }
    return ret;

}

/*文件操作结构体*/
static const struct file_operations mem_fops =
{
  .owner = THIS_MODULE,
  .open = mem_open,
  .release = mem_release,
  .ioctl = memdev_ioctl,
};

/*设备驱动模块加载函数*/
static int memdev_init(void)
{
  int result;
  int i;

  dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);//制作主设备号为mem_major,此设备号为0的设备

  /* 静态申请设备号*/
  if (mem_major)
    result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");//申请设备号,主设备号不变,次设备号2个
  else  /* 动态分配设备号 */
  {
    result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");//动态申请社保号,次设备号从0开始,申请2个,申请成功后保存在devno
    mem_major = MAJOR(devno);//重新获得主设备号
  }  
  
  if (result < 0)
    return result;

  /*初始化cdev结构*/
  cdev_init(&cdev, &mem_fops);//初始化字符设备
  cdev.owner = THIS_MODULE;
  cdev.ops = &mem_fops;
  
  /* 注册字符设备 */
  cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);//注册字符设备
   
  /* 为设备描述结构分配内存*/
  mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);
  if (!mem_devp)    /*申请失败*/
  {
    result =  - ENOMEM;
    goto fail_malloc;
  }
  memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));
  
  /*为设备分配内存*/
  for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++) 
  {
        mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;
        mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);
        memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);
  }
    
  return 0;

  fail_malloc: 
  unregister_chrdev_region(devno, 1);
  
  return result;
}

/*模块卸载函数*/
static void memdev_exit(void)
{
  cdev_del(&cdev);   /*注销设备*/
  kfree(mem_devp);     /*释放设备结构体内存*/
  unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*释放设备号*/
}

MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(memdev_init);
module_exit(memdev_exit);

测试程序
#include
#include
#include
#include

#include "memdev.h"  /* 包含命令定义 */

int main()
{
int fd = 0;
int cmd;
int arg = 0;
char Buf[4096];
/*打开设备文件*/
fd = open("/dev/memdev0",O_RDWR);
if (fd < 0)
{
printf("Open Dev Mem0 Error!\n");
return -1;
}
/* 调用命令MEMDEV_IOCPRINT */
printf("<--- Call MEMDEV_IOCPRINT --->\n");
cmd = MEMDEV_IOCPRINT;
if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0)
        {
        printf("Call cmd MEMDEV_IOCPRINT fail\n");
        return -1;
}
/* 调用命令MEMDEV_IOCSETDATA */
printf("<--- Call MEMDEV_IOCSETDATA --->\n");
cmd = MEMDEV_IOCSETDATA;
arg = 2007;
if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0)
        {
        printf("Call cmd MEMDEV_IOCSETDATA fail\n");
        return -1;
}

/* 调用命令MEMDEV_IOCGETDATA */
printf("<--- Call MEMDEV_IOCGETDATA --->\n");
cmd = MEMDEV_IOCGETDATA;
if (ioctl(fd, cmd, &arg) < 0)
        {
        printf("Call cmd MEMDEV_IOCGETDATA fail\n");
        return -1;
}
printf("<--- In User Space MEMDEV_IOCGETDATA Get Data is %d --->\n\n",arg);
close(fd);
return 0;
}

总结:字符设备驱动开发方法步骤一般分为这么几步:定义cdev以及private_data --> 分配设备号 --> 分配内存 --> 初始化和注册字符设备 --> 完成open,write,read,ioctl等函数 --> 注销设备
(待续)

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